JP2007201233A - Light-emitting module, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Tetsuya Tsumura
哲也 津村
Kimiharu Nishiyama
公治 西山
Etsuo Tsujimoto
悦夫 辻本
Keiichi Nakao
恵一 中尾
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting module having excellent processability by employing a lead frame, an insulator, an optically reflective material and a metal plate instead of a ceramic substrate, and to provide a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: In the light-emitting module, one part equivalent to a terminal of the lead frame 100 is formed into a first convex portion 114, one part of the lead frame 100 is covered with an optically reflective material 104, a light-emitting element 108 is mounted, and the lead frame 100 is molded integrally with a metal plate 112 having a second convex portion 116 via a thermally conductive resin 102. With this configuration, a light to be emitted from a light-emitting element 108 is reflected on the optically reflective material 104 and a reflection section 118, and heat generated from the light-emitting element 108 is transmitted from the lead frame 100 to the metal plate 112 via the thermally conductive resin 102. Thus, the light-emitting efficiency and heat radiating efficiency of the light-emitting module can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶テレビ等のバックライトを有する表示機器のバックライト等に使われる発光モジュール及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a light emitting module used for a backlight of a display device having a backlight such as a liquid crystal television and a manufacturing method thereof.

従来、液晶テレビ等のバックライトには、冷陰極管等が使われてきたが、近年、LEDやレーザー等の半導体発光素子を、放熱性の基板の上に実装することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a cold cathode tube or the like has been used for a backlight of a liquid crystal television or the like, but in recent years, it has been proposed to mount a semiconductor light emitting element such as an LED or a laser on a heat dissipating substrate ( For example, see Patent Document 1).

図9は、従来の発光モジュールの一例を示す断面図である。図9において、セラミック基板1に形成された凹部には、発光素子2が実装されている。また複数のセラミック基板1は、放熱板3の上に固定されている。また複数のセラミック基板1は、窓部4を有する接続基板5で電気的に接続されている。そしてLEDから放射される光6は、接続基板5に形成された窓部4を介して、外部に放出される。なお図9において、凹部を有するセラミック基板1や接続基板5における配線及びLEDの配線等は図示していない。そしてこうした発光モジュールは、液晶等のバックライトとして使われている。しかしセラミック基板1は加工が難しく高価であるため、より安価で加工性に優れた放熱基板が求められていた。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional light emitting module. In FIG. 9, the light emitting element 2 is mounted in the recess formed in the ceramic substrate 1. The plurality of ceramic substrates 1 are fixed on the heat sink 3. Further, the plurality of ceramic substrates 1 are electrically connected by a connection substrate 5 having a window portion 4. The light 6 emitted from the LED is emitted to the outside through the window portion 4 formed on the connection substrate 5. In FIG. 9, the wiring in the ceramic substrate 1 having the recesses and the connection substrate 5, the LED wiring, and the like are not shown. Such light emitting modules are used as backlights for liquid crystals and the like. However, since the ceramic substrate 1 is difficult to process and expensive, there has been a demand for a heat dissipation substrate that is less expensive and has excellent workability.

一方、液晶TVを始めとする表示装置側からは、色表示範囲の拡大が望まれている。こうしたニーズに対しては、白色LED等では、限界があるため、近年では、Red(赤)、Green(緑)、Blue(青)の単色発光素子を、更には紫色、橙色、赤紫、コバルトブルー等の特別色を発光する特色発光素子も加えることで、色表示範囲(色表示は具体的にはCIE表色系等)を広げることが試みられている。   On the other hand, the display device side including the liquid crystal TV is desired to expand the color display range. In response to such needs, white LEDs and the like have limitations, and in recent years, red (red), green (green), and blue (blue) single-color light emitting elements, and further purple, orange, red purple, cobalt Attempts have been made to expand the color display range (specifically, the CIE color system, etc.) by adding a special color light emitting element that emits a special color such as blue.

こうしたニーズに対して、図9のような発光モジュールで対応した場合、セラミック基板1の凹部に、こうした発光素子を一個一個実装しながら、全体として均一な混色(混色して白色)を出して、色バランス(例えば、後述するホワイトバランス)を調整する必要がある。一方LED等の固体発光素子は温度が上昇すると発光効率が低下することが知られている。更にLEDの発光色の違いによって温度に対する発光効率の低下度合いも異なる。こうした理由により、例えば、液晶TVをONした直後は、LED部分が室温(例えば25℃)であるため、ホワイトバランスが保たれていても、LED部分の温度の上昇(例えば、40℃→50℃→60℃)に伴い、例えば特に赤色の発光効率が低下する等の現象が生じてしまい、色再現性やバックライトの輝度も変化してしまう可能性がある。   When such a light emitting module as shown in FIG. 9 is used to meet such needs, while mounting each of these light emitting elements one by one in the concave portion of the ceramic substrate 1, a uniform mixed color (colored and white) is produced as a whole, It is necessary to adjust the color balance (for example, white balance described later). On the other hand, it is known that the luminous efficiency of solid light emitting devices such as LEDs decreases as the temperature rises. Furthermore, the degree of decrease in luminous efficiency with respect to temperature varies depending on the emission color of the LED. For this reason, for example, immediately after the liquid crystal TV is turned on, the LED portion is at room temperature (for example, 25 ° C.), so even if white balance is maintained, the temperature of the LED portion increases (for example, 40 ° C. → 50 ° C.). → 60 ° C.), for example, a phenomenon such as a reduction in red light emission efficiency may occur, and color reproducibility and backlight luminance may also change.

一方、図9に示すように、LED等の発光素子2が1個ずつ実装されたセラミック基板1を、放熱板3の上に並べた場合、放熱性の面から有利である一方、フィルターや拡散板等を用いて光を混ぜて白色を作製する(あるいはRGB+特別色の混合によって演色性の高い白色を作製する)ことが難しくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 9, when the ceramic substrate 1 on which the light emitting elements 2 such as LEDs are mounted one by one is arranged on the heat radiating plate 3, it is advantageous from the viewpoint of heat dissipation, while a filter or diffusion is used. It becomes difficult to produce a white color by mixing light using a plate or the like (or to produce a white color having high color rendering properties by mixing RGB + special colors).

そのため発光素子の更なる高輝度化(大きな電流を流す必要がある)、更にはマルチLED(複数個のLEDを高密度に実装すること)に対応できる多数個の発光素子が高密度で実装できる加工性が高く、放熱性の優れた発光モジュールが要求されている。
特開2004−311791号公報
Therefore, it is possible to mount a large number of light-emitting elements that can handle higher brightness of the light-emitting elements (necessary to pass a large current) and multi-LEDs (mounting a plurality of LEDs with high density). There is a demand for light-emitting modules that have high processability and excellent heat dissipation.
JP 2004-311791 A

しかしながら、前記従来の構成では、発光素子を実装する放熱基板が、セラミック基板であったため、加工性やコスト面で不利になるという課題を有していた。   However, the conventional configuration has a problem that the heat dissipation substrate on which the light emitting element is mounted is a ceramic substrate, which is disadvantageous in terms of workability and cost.

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、セラミック基板の代わりに、リードフレームと絶縁体と光反射材と金属板を使うことで、加工性の良い発光モジュールとその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a light-emitting module with good processability and a method for manufacturing the same by using a lead frame, an insulator, a light reflecting material, and a metal plate instead of a ceramic substrate. The purpose is to do.

前記課題を解決するために、本発明はLED等の発光素子を、放熱性の高いリードフレームの上に直接実装し、発光素子の光はリング状の反射部で反射させる一方、前記発光素子で発生した熱はリードフレームから導熱樹脂を介して、裏面に形成した放熱用の金属板に伝えることになる。   In order to solve the above problems, the present invention mounts a light emitting element such as an LED directly on a lead frame having high heat dissipation, and reflects light from the light emitting element by a ring-shaped reflecting portion. The generated heat is transmitted from the lead frame to the heat radiating metal plate formed on the back surface through the heat conducting resin.

本発明の発光モジュール及びその製造方法によって得られた発光モジュールは、LEDや半導体レーザー等の発光素子によって発生した熱を効率的に拡散することができ、LED等の発光素子を有効に冷却できる。   The light emitting module obtained by the light emitting module of the present invention and the manufacturing method thereof can efficiently diffuse the heat generated by the light emitting elements such as LEDs and semiconductor lasers, and can effectively cool the light emitting elements such as LEDs.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における発光モジュールについて、図1、図2を用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the light emitting module in Embodiment 1 of this invention is demonstrated using FIG. 1, FIG.

図1は実施の形態1における発光モジュールを示す上面図及び断面図であり、図1(A)はその上面図、図1(B)、図1(C)は、それぞれ図1(A)の任意の部分での断面図である。図1において、100はリードフレーム、102は導熱樹脂、104は光反射材、106は補助線、108は発光素子であり、発光素子108はLEDやレーザー等の発光素子である。また110は発光素子108から発した光を示す矢印、112は金属板、114は第1の凸部、116は第2の凸部である。第1の凸部114は、リードフレーム100の一部が部分的に凸状に盛り上がり、更にこの盛り上がりがドーナツ状に形成されている。また第2の突部116は、金属板112の一部が部分的に凸状に盛り上がり、更にこの盛り上がりがドーナツ状に形成されている。そして、図1(A)、図1(B)に示すように、第1の凸部114の中に、導熱樹脂102を介して第2の凸部116がはめ込まれている。   1A and 1B are a top view and a cross-sectional view illustrating a light-emitting module according to Embodiment 1, in which FIG. 1A is a top view, and FIGS. 1B and 1C are FIGS. It is sectional drawing in arbitrary parts. In FIG. 1, 100 is a lead frame, 102 is a heat conducting resin, 104 is a light reflecting material, 106 is an auxiliary line, 108 is a light emitting element, and the light emitting element 108 is a light emitting element such as an LED or a laser. Reference numeral 110 denotes an arrow indicating light emitted from the light emitting element 108, 112 denotes a metal plate, 114 denotes a first convex portion, and 116 denotes a second convex portion. A part of the lead frame 100 bulges partially in a convex shape, and this bulge is formed in a donut shape. In addition, the second protrusion 116 is formed such that a part of the metal plate 112 bulges partially in a convex shape, and this bulge is formed in a donut shape. Then, as shown in FIGS. 1A and 1B, the second convex portion 116 is fitted into the first convex portion 114 with the heat conductive resin 102 interposed therebetween.

また118は反射部であり、リードフレーム100の上に、リング状で(図1(A)において発光素子108を囲むように)形成されている。そして実施の形態1では、金属板112の上に、導熱樹脂102を介して、更に光反射材104によって固定されたリードフレーム100が絶縁、固定されることになる。そしてこのリードフレーム100が作る第1の凸部114の輪の中に、一回り小さいリング状の反射部118が形成される。そして発光素子108から発せられる光が、前記反射部118で反射されることになる。   Reference numeral 118 denotes a reflection portion, which is formed on the lead frame 100 in a ring shape (so as to surround the light emitting element 108 in FIG. 1A). In the first embodiment, the lead frame 100 fixed by the light reflecting material 104 is further insulated and fixed on the metal plate 112 via the heat conducting resin 102. A ring-shaped reflecting portion 118 that is slightly smaller is formed in the ring of the first convex portion 114 formed by the lead frame 100. Then, the light emitted from the light emitting element 108 is reflected by the reflection unit 118.

まず図1(A)を用いて説明する。図1(A)において、リードフレーム100は複数個に分割された状態で、導熱樹脂102を介して互いに絶縁されている。また補助線106はリードフレーム100の屈曲位置を示すものであり、リードフレーム100や金属板112が図1(A)の補助線106の位置で折れ曲ることで、図1(B)や図1(C)に示すような第1の凸部114や第2の凸部116を形成し、この凸部で囲まれた面積の中に、反射部118をセットし、発光素子108の発光を前面に反射する。なお発光素子108は、複数のリードフレーム100の上に跨るように形成されている(なお発光素子108は、必ずしも跨って実装される必要はない)。発光素子108の実装用のワイヤー線(ワイヤー線はワイヤーボンディング接続の場合であるが)、導電性樹脂や半田(フリップチップ実装等の場合)等の部材も同様に図1において図示していない。   First, description will be made with reference to FIG. In FIG. 1A, lead frames 100 are insulated from each other through a heat conductive resin 102 in a state of being divided into a plurality of parts. The auxiliary line 106 indicates the bending position of the lead frame 100, and the lead frame 100 and the metal plate 112 are bent at the position of the auxiliary line 106 in FIG. The first convex portion 114 and the second convex portion 116 as shown in FIG. 1C are formed, and the reflective portion 118 is set in the area surrounded by the convex portions, and the light emitting element 108 emits light. Reflects to the front. Note that the light emitting element 108 is formed so as to straddle the plurality of lead frames 100 (note that the light emitting element 108 does not necessarily have to be mounted straddling). Similarly, members such as a wire wire for mounting the light emitting element 108 (wire wire is in the case of wire bonding connection), conductive resin, solder (in the case of flip chip mounting, etc.) are not shown in FIG.

なお複数のリードフレーム100の発光素子108が実装される部分は、導熱樹脂102の代わりに、光反射材104で固定されている。またリードフレーム100の発光素子108が実装された部分の周囲は、光反射材104からなるリング状の反射部118で囲まれており、発光素子108から発せられた光は、リードフレーム同士の隙間で形成された光反射材104のみならず、前記リング状の反射部118で前方へ反射される。その結果、発光効率が上がる。   Note that portions of the plurality of lead frames 100 on which the light emitting elements 108 are mounted are fixed by a light reflecting material 104 instead of the heat conducting resin 102. In addition, the periphery of the portion of the lead frame 100 where the light emitting element 108 is mounted is surrounded by a ring-shaped reflecting portion 118 made of the light reflecting material 104, and the light emitted from the light emitting element 108 passes through the gap between the lead frames. In addition to the light reflecting material 104 formed in (4), the light is reflected forward by the ring-shaped reflecting portion 118. As a result, the luminous efficiency increases.

次に図1(B)を用いて説明する。図1(B)は、図1(A)の任意の位置における断面図に相当する。図1(B)において、リードフレーム100の一部が第1の凸部114となっている。そしてこの第1の凸部114の下に、導熱樹脂102を介して、第1の凸部が形成されている。   Next, description will be made with reference to FIG. FIG. 1B corresponds to a cross-sectional view at an arbitrary position in FIG. In FIG. 1B, a part of the lead frame 100 is a first convex portion 114. And the 1st convex part is formed under this 1st convex part 114 via the heat conductive resin 102. As shown in FIG.

また光反射材104からなるリング状の反射部118を形成することで、発光素子108から発せられた光は、矢印110で示すように反射部118で反射され、発光効率を高める。   Further, by forming the ring-shaped reflecting portion 118 made of the light reflecting material 104, the light emitted from the light emitting element 108 is reflected by the reflecting portion 118 as shown by an arrow 110, and the luminous efficiency is increased.

また図1(C)は、図1(B)と同様に図1(A)の任意の位置における断面図に相応する。図1(C)に示すように、発光素子108から発せられた光は、矢印110で示すように光反射材104で形成された反射部118で反射される。図1(C)に示すように、リードフレーム100の間にも光反射材104を形成することで、発光素子108の近傍での光反射率を高めることができる。このため一つ一つが異なる発光色を有する発光素子を複数個、リング状の光反射材104(あるいは反射部118)で囲まれた面積内に実装した時でも、その混色(あるいは混色による白色の形成)を容易にできる。   1C corresponds to a cross-sectional view at an arbitrary position in FIG. 1A as in FIG. 1B. As shown in FIG. 1C, the light emitted from the light emitting element 108 is reflected by the reflecting portion 118 formed of the light reflecting material 104 as indicated by an arrow 110. As shown in FIG. 1C, the light reflectance in the vicinity of the light emitting element 108 can be increased by forming the light reflecting material 104 between the lead frames 100. For this reason, even when a plurality of light emitting elements each having a different light emission color are mounted within the area surrounded by the ring-shaped light reflecting material 104 (or the reflecting portion 118), the mixed color (or white color due to the mixed color) can be obtained. Formation) can be facilitated.

次に図2を用いて、更に詳しく説明する。図2はリードフレームの形状を示す図であり、図1から反射部118を除去したものに相当する。図2より、リードフレーム100は、リング状の反射部118の下にも形成されていることが判る。またリードフレーム100の先端部(もしくは発光素子108が実装される部分近辺)は、光反射材104で固定されていることが判る(なお、図2において発光素子108は図示していない)。図2に示すように、リードフレーム100の間にも光反射材104を形成することで、発光素子108の近傍での光反射率を高めることができる。このため一つ一つが異なる発光色を有する発光素子を複数個、リング状の反射部118で囲まれた面積内に実装した時でも、その混色(あるいは混色による白色の形成)を容易にできる。   Next, a more detailed description will be given with reference to FIG. FIG. 2 is a view showing the shape of the lead frame, which corresponds to a shape obtained by removing the reflection portion 118 from FIG. From FIG. 2, it can be seen that the lead frame 100 is also formed under the ring-shaped reflecting portion 118. Further, it can be seen that the leading end portion of the lead frame 100 (or the vicinity of the portion where the light emitting element 108 is mounted) is fixed by the light reflecting material 104 (note that the light emitting element 108 is not shown in FIG. 2). As shown in FIG. 2, the light reflectance in the vicinity of the light emitting element 108 can be increased by forming the light reflecting material 104 between the lead frames 100. For this reason, even when a plurality of light emitting elements each having a different emission color are mounted within the area surrounded by the ring-shaped reflection portion 118, the color mixture (or white formation by color mixture) can be facilitated.

次に図3を用いて、発光素子108で発生した熱が拡散する様子を示す。図3は熱が拡散する様子を示す図であり、図1(A)から、発光素子108を省いたものである。図3(A)において、矢印110aは、発光素子108(図3では図示していない)の熱の伝わる方向を示す矢印である。図3(A)より、発光素子108(図3では図示していない)で発生した熱は、リードフレーム100に沿って、矢印110aの方向に拡散することが判る。   Next, FIG. 3 illustrates how heat generated in the light emitting element 108 is diffused. FIG. 3 is a diagram illustrating how heat is diffused, in which the light emitting element 108 is omitted from FIG. In FIG. 3A, an arrow 110a is an arrow indicating a direction in which heat is transmitted from the light-emitting element 108 (not illustrated in FIG. 3). 3A that heat generated in the light emitting element 108 (not shown in FIG. 3) is diffused along the lead frame 100 in the direction of the arrow 110a.

図3(B)は、図3(A)の断面における熱の拡散の様子を示す断面図である。図3(B)より、発光素子108に発生した熱は、リードフレーム100を矢印110bの方向に、リードフレーム100の形状に沿って拡散することが判る。   FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a state of heat diffusion in the cross section of FIG. 3B that heat generated in the light-emitting element 108 diffuses along the shape of the lead frame 100 in the direction of the arrow 110b.

図3(C)は、図3(A)の断面における熱の拡散の様子を示す断面図である。図3(C)より、リードフレーム100に伝わった熱は、矢印110cが示すように、導熱樹脂102を介して金属板112に拡散することが判る。   FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating a state of heat diffusion in the cross section of FIG. From FIG. 3C, it can be seen that the heat transmitted to the lead frame 100 is diffused to the metal plate 112 through the heat conducting resin 102 as indicated by an arrow 110c.

なお導熱樹脂102として、硬化型樹脂中に高放熱性の無機フィラーが分散されたものを用いることが望ましい。なお無機フィラーは略球形状で、その直径は0.1ミクロン以上100ミクロン以下が適当である(0.1ミクロン未満の場合、樹脂への分散が難しくなり、また100ミクロンを超えると導熱樹脂102の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える)。そのため導熱樹脂102における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために70〜95重量%と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径3ミクロンと平均粒径12ミクロンの2種類のAl23を混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のAl23を用いることによって、大きな粒径のAl23の隙間に小さな粒径のAl23を充填できるので、Al23を90重量%近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、導熱樹脂102の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。なお無機フィラーとしてはAl23の代わりに、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種以上を含んでもよい。 As the heat conducting resin 102, it is desirable to use a resin in which a highly heat dissipating inorganic filler is dispersed in a curable resin. The inorganic filler has a substantially spherical shape, and its diameter is suitably from 0.1 to 100 microns (if it is less than 0.1 microns, it becomes difficult to disperse in the resin, and if it exceeds 100 microns, the heat conductive resin 102 is used. Increases the thickness of the material, affecting the thermal diffusivity). Therefore, the filling amount of the inorganic filler in the heat conducting resin 102 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of Al 2 O 3 having an average particle size of 3 microns and an average particle size of 12 microns. By using the Al 2 O 3 of the large and small two types of particle size, it is possible to fill the Al 2 O 3 of small particle size in the gap Al 2 O 3 of large particle size, Al 2 O 3 90 wt% near Can be filled to a high concentration. As a result, the thermal conductivity of the heat conducting resin 102 is about 5 W / (m · K). The inorganic filler may include at least one selected from the group consisting of MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN instead of Al 2 O 3 .

なお熱硬化性の絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも1種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。導熱樹脂102の厚みは、薄くすれば、リードフレーム100に装着した発光素子108に生じる熱を金属板112に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さである50ミクロン以上1000ミクロン以下に設定すれば良い。   The thermosetting insulating resin contains at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin and cyanate resin. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation. If the thickness of the heat conducting resin 102 is reduced, the heat generated in the light emitting element 108 attached to the lead frame 100 can be easily transferred to the metal plate 112, but conversely, the insulation breakdown voltage becomes a problem, and if it is too thick, the thermal resistance increases. In view of the withstand voltage and thermal resistance, the optimum thickness may be set to 50 microns or more and 1000 microns or less.

このように、実施の形態1では、導熱樹脂102としては熱伝導性の良いフィラーを、光反射材104には光反射性の優れたフィラーをそれぞれ添加することで、熱伝導性や光反射性(あるいは異なる単色光同士の混合による白色光の形成)を高めることになる。   As described above, in the first embodiment, a filler having good thermal conductivity is added as the heat conductive resin 102, and a filler having excellent light reflectivity is added to the light reflecting material 104. (Or the formation of white light by mixing different monochromatic lights).

なお、導熱樹脂102の色は、白色が望ましい。黒色や赤、青等に着色されている場合、発光素子から放射された光を反射させにくくなり、発光効率に影響を与えるためである。   Note that the color of the heat conducting resin 102 is desirably white. This is because when the color is black, red, blue, or the like, it is difficult to reflect the light emitted from the light emitting element, which affects the light emission efficiency.

なお反射部118は、リング状(あるいはドーナツ状)とすることが望ましい。これは光の反射効率を高めるためである。また反射部118の側面の形状は、底部に向かって狭くなる形状が形成できるが、これは光の反射効率を高めるためである。また反射部118の側面を放射状や二次曲線、三次曲線等とすることで、光の反射方向を最適化設計できることは言うまでもない。   Note that the reflecting portion 118 is preferably ring-shaped (or donut-shaped). This is to increase the light reflection efficiency. Further, the shape of the side surface of the reflecting portion 118 can be formed so as to become narrower toward the bottom, which is to increase the light reflection efficiency. It goes without saying that the light reflection direction can be optimized by making the side surface of the reflecting portion 118 radial, quadratic curve, cubic curve or the like.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における発光モジュールの製造方法の一例について、図4〜図5を用いて説明する。図4〜図5は、実施の形態2における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図であり、120は透明樹脂、122はレンズである。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the light emitting module in Embodiment 2 of this invention is demonstrated using FIGS. 4-5 is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the light emitting module in Embodiment 2, 120 is transparent resin and 122 is a lens.

図4(A)は、リードフレーム100の断面であり、リードフレーム100の一部は、金型等で発光素子の実装部等がファインパターンに打抜かれている。   FIG. 4A is a cross section of the lead frame 100, and a part of the lead frame 100 is stamped with a fine pattern on a mounting portion of a light emitting element with a mold or the like.

図4(B)は、リードフレーム100の一部を、光反射材104で固定した様子を示す断面図である。リードフレーム100の一部を、光反射材104で固定することで、リードフレーム100の変形を防止できる。なお光反射材104としては、LEDチップ等の製造に使われる白色の樹脂を主体とした(必要に応じて白色顔料を添加した)樹脂材料を用いることができる。こうした部材は、射出成型できるため、リードフレーム100の固定と同時に、リードフレーム100の上に反射部118を形成することができる。   FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state in which a part of the lead frame 100 is fixed by the light reflecting material 104. By fixing a part of the lead frame 100 with the light reflecting material 104, the deformation of the lead frame 100 can be prevented. In addition, as the light reflecting material 104, a resin material mainly including a white resin used for manufacturing an LED chip or the like (a white pigment is added as necessary) can be used. Since such a member can be injection-molded, the reflecting portion 118 can be formed on the lead frame 100 simultaneously with the fixing of the lead frame 100.

図4(C)は、リードフレーム100の一部に第1の凸部114を形成した様子を示す。同様に金属板112にも第2の凸部116を形成する(図示していない)。このように第1の凸部114を形成することで、反射部118を保護すると共に、(後述するように)発光素子108を樹脂封止する際、樹脂が溢れて発光モジュールから漏れ出たりすることを防止できる。次に導熱樹脂102を用いて、光反射材104や第1の凸部が形成されたリードフレーム100と、第2の凸部116が形成された金属板112を一体化成型する。なおこの一体化成型において、金型を使ったプレス装置を使うことができる。また例えば80℃〜200℃の範囲の任意の温度(例えば180℃)で加熱することで、導熱樹脂102aを金型の中で硬化できる。   FIG. 4C shows a state in which the first protrusion 114 is formed on a part of the lead frame 100. Similarly, the second convex portion 116 is formed on the metal plate 112 (not shown). By forming the first convex portion 114 in this way, the reflective portion 118 is protected, and when the light emitting element 108 is resin-sealed (as will be described later), the resin overflows and leaks from the light emitting module. Can be prevented. Next, using the heat conductive resin 102, the lead frame 100 on which the light reflecting material 104 and the first convex portion are formed and the metal plate 112 on which the second convex portion 116 is formed are integrally molded. In this integral molding, a press device using a mold can be used. Moreover, the heat conductive resin 102a can be hardened in a metal mold | die by heating at arbitrary temperature (for example, 180 degreeC), for example in the range of 80 to 200 degreeC.

なお第1の凸部114と、反射部118の成型等の順番は、必要に応じて、入れ替えることができる。   Note that the order of forming the first convex portion 114 and the reflecting portion 118 can be changed as necessary.

図4(D)は、導熱樹脂102によって、光反射材104が成型されたリードフレーム100と金属板112が固定された後の断面図である。次に図4(E)に示すようにして、発光素子108を実装する。なおここで発光素子108の実装は、半田実装、ワイヤーボンダーを使った実装、フリップチップ実装等、実装方法は任意のものを選ぶことができる。   FIG. 4D is a cross-sectional view after the lead frame 100 in which the light reflecting material 104 is molded and the metal plate 112 are fixed by the heat conductive resin 102. Next, as shown in FIG. 4E, the light-emitting element 108 is mounted. Here, the light-emitting element 108 can be mounted by any method such as solder mounting, wire bonder mounting, or flip chip mounting.

次に反射部118で囲まれた部分に、透明樹脂120aを流し込み、硬化させる。なお図5(A)に示すように透明樹脂120aは、反射部118で囲まれた部分を適当に埋めればよい。また必要に応じて反射部118で囲まれた部分全体を透明樹脂120aで覆うことができる。この場合、図5(B)に示すように、反射部118から溢れた透明樹脂120cを、反射部118とリードフレーム100との隙間で受け止めるような構造とすることが望ましい。こうして工程の安定化が可能となる。   Next, the transparent resin 120a is poured into the portion surrounded by the reflecting portion 118 and cured. As shown in FIG. 5A, the transparent resin 120a may be formed by appropriately filling the portion surrounded by the reflective portion 118. Moreover, the whole part enclosed by the reflection part 118 can be covered with the transparent resin 120a as needed. In this case, as shown in FIG. 5B, it is desirable to have a structure in which the transparent resin 120c overflowing from the reflecting portion 118 is received in the gap between the reflecting portion 118 and the lead frame 100. In this way, the process can be stabilized.

図5(C)は、透明樹脂120bの上にレンズ122をセットした状態を示す断面図である。このように溢れた透明樹脂120cを、反射部118の外(あるいは反射部118と、リードフレーム100が形成する隙間)で受け止めることで、レンズ122の実装性への影響を防止できる。   FIG. 5C is a cross-sectional view showing a state where the lens 122 is set on the transparent resin 120b. By receiving the overflowing transparent resin 120c outside the reflecting portion 118 (or the gap formed between the reflecting portion 118 and the lead frame 100), the influence on the mountability of the lens 122 can be prevented.

次に図6を用いて更に詳しく説明する。図6は反射部の斜視図である。なお図6において反射部118の中に実装された発光素子108や、リードフレーム100は図示していない。124は溝部、126は突起部である。   Next, a more detailed description will be given with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view of the reflecting portion. In FIG. 6, the light emitting element 108 and the lead frame 100 mounted in the reflecting portion 118 are not shown. 124 is a groove, and 126 is a protrusion.

図6(A)に示すように、反射部118の一部に、溝部124を形成しておくことで、透明樹脂120を矢印110aのようにディスペンサー等を用いて投入した場合、余分な透明樹脂120を、矢印110bに示すようにして外部(図5(B)、図5(C)で説明した部分)に溜めることができる。   As shown in FIG. 6A, by forming a groove portion 124 in a part of the reflecting portion 118, when the transparent resin 120 is added using a dispenser or the like as indicated by an arrow 110a, an excess transparent resin is used. 120 can be stored outside (portion described in FIGS. 5B and 5C) as indicated by an arrow 110b.

また図6(B)に示すように、反射部118の一部に突起部126を形成することで、レンズ122を矢印110cのようにセットする場合での、位置合わせを確実にできる。なお必要に応じてレンズ122に突起部126に対応する凹部(図示していない)を形成することができる。   In addition, as shown in FIG. 6B, by forming the projection 126 on a part of the reflection portion 118, the alignment can be ensured when the lens 122 is set as indicated by the arrow 110c. If necessary, a concave portion (not shown) corresponding to the protrusion 126 can be formed in the lens 122.

なお発光素子108を覆う透明樹脂120は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)やシリコン系の透明な樹脂を用いることが望ましい。ここにエポキシ系の樹脂を用いた場合、エポキシの黄化防止のUV抑制剤を添加することが必要である。これはLEDが白色、更には青色光によってエポキシ樹脂が黄化する場合があるためである。またここにシリコン系等の柔らかい(少なくともエポキシ系より硬度が低い)ものを用いることが望ましい。柔らかい(柔軟性を有する)樹脂材料を用いることで、発光素子108が発熱し、熱膨張した際での発光素子108とリードフレーム100の接続部への応力集中を防止できる。同様に、発光素子108とリードフレーム100をボンディング接続した際の、金製ワイヤーへの応力集中を低減できる(金製ワイヤーが切断されにくくなる)。   Note that the transparent resin 120 that covers the light-emitting element 108 is preferably PMMA (polymethyl methacrylate) or a silicon-based transparent resin. When an epoxy resin is used here, it is necessary to add a UV inhibitor for preventing yellowing of the epoxy. This is because the LED is white, and further, the epoxy resin may be yellowed by blue light. Also, it is desirable to use a soft material such as silicon (having at least a lower hardness than epoxy). By using a soft (flexible) resin material, the light-emitting element 108 generates heat, and stress concentration at the connection portion between the light-emitting element 108 and the lead frame 100 when the thermal expansion occurs can be prevented. Similarly, stress concentration on the gold wire when the light emitting element 108 and the lead frame 100 are bonded and connected can be reduced (the gold wire is difficult to cut).

なお発光モジュールに実装する発光素子108は、少なくとも1種類以上の異なる発光色を有する発光素子であることが望ましい。異なる発光色を有する複数個の発光素子108を使うことで演色性を高められ、一つの光反射材で囲まれた領域内にこれらを複数個高密度で実装することで互いの混色性を高められる。また複数個の発光素子108の内、1個以上の発光色を白色とすることもできる。このように実施の形態2の構成では、その優れた放熱性を生かすことで、発光効率が温度の影響を受けやすい(あるいは影響の程度が異なる)発光素子108であっても、温度の影響を受けにくい。また発光モジュール自体の温度が上昇した場合でも、リードフレーム100を介して個別に発光素子108の発光量を制御することができることは言うまでもない。   Note that the light-emitting element 108 mounted on the light-emitting module is preferably a light-emitting element having at least one kind of different emission colors. Color rendering properties can be improved by using a plurality of light emitting elements 108 having different light emission colors, and the color mixing properties of each other can be improved by mounting a plurality of these in a region surrounded by one light reflector. It is done. In addition, one or more emission colors of the plurality of light emitting elements 108 may be white. As described above, in the configuration of the second embodiment, by taking advantage of the excellent heat dissipation, even the light emitting element 108 whose light emission efficiency is easily affected by the temperature (or the degree of influence is different) can be affected by the temperature. It is hard to receive. Further, it goes without saying that even when the temperature of the light emitting module itself rises, the light emission amount of the light emitting element 108 can be individually controlled via the lead frame 100.

(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3における発光モジュールの他の製造方法の一例について、図7を用いて説明する。図7は実施の形態3における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図である。実施の形態2と実施の形態3の違いは、リードフレーム100の上下及び側面を光反射材104が覆うこと(実施の形態3に相当)と、リードフレーム100の上部及びその側面を光反射材104で覆うこと(実施の形態2に相当)である。実施の形態3に示すように、リードフレーム100の上下及びその側面も光反射材104で覆うことで、リードフレーム100の変形を防止すると共に、リードフレーム100と金属板112のショートを防止できる。これはリードフレーム100と金属板112の間が、光反射材104と導熱樹脂102の多層によって絶縁されるためである。
(Embodiment 3)
Hereinafter, an example of another method for manufacturing the light emitting module according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a light emitting module in the third embodiment. The difference between the second embodiment and the third embodiment is that the light reflecting material 104 covers the top and bottom and side surfaces of the lead frame 100 (corresponding to the third embodiment), and the top and side surfaces of the lead frame 100 are light reflecting material. 104 (corresponding to the second embodiment). As shown in the third embodiment, the upper and lower sides and the side surfaces of the lead frame 100 are also covered with the light reflecting material 104, so that the lead frame 100 can be prevented from being deformed and the lead frame 100 and the metal plate 112 can be prevented from being short-circuited. This is because the lead frame 100 and the metal plate 112 are insulated by the multilayer of the light reflecting material 104 and the heat conductive resin 102.

図7(A)はリードフレーム100の断面図である。次に図7(B)に示すように、リードフレーム100の裏表を光反射材104によって固定する。この工程において、射出成型等の手法を用いることができる。こうしてリードフレーム100の変形を防止できる。また同時に反射部118を形成できる。またリードフレーム100の裏面(導熱樹脂102側)に光反射材104を埋め込める。こうして光反射材104の一部は、リードフレーム100同士の隙間と、リードフレーム100と導熱樹脂102の間で発光素子118の直下を避けた位置にも形成することができる。発光素子118の直下のリードフレーム100下に、光反射材104を形成しない理由は、リードフレーム100から導熱樹脂102への熱伝導に影響を与えないためである。   FIG. 7A is a cross-sectional view of the lead frame 100. Next, as shown in FIG. 7B, the back and front of the lead frame 100 are fixed by the light reflecting material 104. In this step, a technique such as injection molding can be used. In this way, deformation of the lead frame 100 can be prevented. At the same time, the reflection portion 118 can be formed. Further, the light reflecting material 104 can be embedded in the back surface (the heat conducting resin 102 side) of the lead frame 100. In this way, a part of the light reflecting material 104 can be formed in a gap between the lead frames 100 and at a position between the lead frame 100 and the heat conductive resin 102 so as to avoid a position directly below the light emitting element 118. The reason why the light reflecting material 104 is not formed under the lead frame 100 immediately below the light emitting element 118 is that the heat conduction from the lead frame 100 to the heat conducting resin 102 is not affected.

次に図7(C)に示すようにリードフレーム100の一部を曲げる。そして導熱樹脂102を用いて金属板112と一体化する。この一体化成型において熱プレス等を用いることができる。なお図7(B)と図7(C)の順番(つまりリードフレーム100の折り曲げと、光反射材104の成型)の順番を入れ替えることも可能である。   Next, as shown in FIG. 7C, a part of the lead frame 100 is bent. Then, it is integrated with the metal plate 112 using the heat conductive resin 102. In this integral molding, a hot press or the like can be used. Note that the order of FIGS. 7B and 7C (that is, the bending of the lead frame 100 and the molding of the light reflecting material 104) can be switched.

なお光反射材104で固定されたリードフレーム100と、導熱樹脂102aの一体化は、まず導熱樹脂102aとリードフレーム100を予備成型(あるいはプレゲル、プリゲル成型)した後で、図7(D)に示すように金属板112を矢印110の方向にプレスし、加熱硬化させてもよい。なお図7(D)のように成型する場合、金属板112と導熱樹脂102aの間でのボイド(ボイドとは、密着不足等が原因で発生する空気層のこと)の発生を防止するため、例えば導熱樹脂102aの中央部を厚めにしたり、蒲鉾状にしたりして、空気残りを防止する。なお図7(D)に示すように導熱樹脂102bを光反射材104の側面まで回り込ませて成型することで、光反射材104で形成された反射部118と、導熱樹脂102bの接着強度を高められる。そして発光素子108を実装した後、透明樹脂120を注入する。この際、溢れた透明樹脂120bは、光反射材104と、リードフレーム100の間に形成された凹部に溜める機構を有することで、工程の安定性を高められる。   The lead frame 100 fixed with the light reflecting material 104 and the heat conducting resin 102a are integrated by first preliminarily molding the heat conducting resin 102a and the lead frame 100 (or pregel or pregel molding), and then FIG. As shown, the metal plate 112 may be pressed in the direction of arrow 110 and heat cured. When molding as shown in FIG. 7D, in order to prevent the generation of voids between the metal plate 112 and the heat conducting resin 102a (the void is an air layer generated due to insufficient adhesion, etc.) For example, the central portion of the heat conducting resin 102a is thickened or made into a bowl shape to prevent air remaining. As shown in FIG. 7D, the heat conducting resin 102b is made to wrap around to the side surface of the light reflecting material 104 to be molded, thereby increasing the adhesive strength between the reflecting portion 118 formed of the light reflecting material 104 and the heat conducting resin 102b. It is done. Then, after mounting the light emitting element 108, a transparent resin 120 is injected. At this time, the overflowing transparent resin 120 b has a mechanism for collecting in the recess formed between the light reflecting material 104 and the lead frame 100, thereby improving the stability of the process.

図7(E)に示すように、発光素子108を実装し、透明樹脂120aでディップ保護する。この際、透明樹脂120bの量が多少ばらついても、反射部118の外を余分な樹脂のバッファー部分に利用できるため、安定した物作りを実現できる。   As shown in FIG. 7E, the light emitting element 108 is mounted and dip protected with a transparent resin 120a. At this time, even if the amount of the transparent resin 120b varies somewhat, the outside of the reflecting portion 118 can be used as an extra resin buffer portion, so that stable manufacturing can be realized.

(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4における発光モジュールの製造方法の一例について、図8を用いて説明する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the light emitting module in Embodiment 4 of this invention is demonstrated using FIG.

図8は光反射材の形状を利用して、導熱樹脂の厚み制御を行う一例を示す断面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example in which the thickness of the heat conducting resin is controlled using the shape of the light reflecting material.

図8(A)は、リードフレーム100に形成する光反射材104の形状の一例を示す断面図であり、光反射材104の上部は、リードフレーム100から上に露出して反射部118を、光反射材104の下部は、リードフレーム100から下に露出して、金属板112を嵌め込む(更には金属板112とリードフレーム100の間に充填される導熱樹脂102の厚みを制御する)スペーサ部128となる。そしてこの光反射材104を矢印110aで示すようにして、リードフレーム100に射出成型等の手法を用いて合体させる。   FIG. 8A is a cross-sectional view showing an example of the shape of the light reflecting material 104 formed on the lead frame 100. The upper portion of the light reflecting material 104 is exposed upward from the lead frame 100 so that the reflecting portion 118 is formed. The lower part of the light reflecting material 104 is exposed downward from the lead frame 100 and is fitted with a metal plate 112 (and further controls the thickness of the heat conductive resin 102 filled between the metal plate 112 and the lead frame 100). Part 128. Then, the light reflecting material 104 is combined with the lead frame 100 using a technique such as injection molding as indicated by an arrow 110a.

図8(B)は、光反射材104とリードフレーム100が一体化された様子を示す断面図である。図8(B)において、リードフレーム100の上には、発光素子(図示されていない)から発せられる光を反射する反射部118が形成されている。またリードフレーム100の下には、金属板112を嵌め込む(更に金属板112とリードフレーム100の間に充填される導熱樹脂102の厚みを制御する)スペーサ部128が形成されている。   FIG. 8B is a cross-sectional view showing a state in which the light reflecting material 104 and the lead frame 100 are integrated. In FIG. 8B, a reflection portion 118 that reflects light emitted from a light emitting element (not shown) is formed on the lead frame 100. A spacer portion 128 is formed under the lead frame 100 to fit the metal plate 112 (and control the thickness of the heat conducting resin 102 filled between the metal plate 112 and the lead frame 100).

図8(C)は、導熱樹脂102を用いて、リードフレーム100と金属板112を一体化する様子を示す断面図である。矢印110bで示す方法で、金型(図示していない)を用いて光反射材104が成型されたリードフレーム100と、金属板112を導熱樹脂102によって一体化成型する。   FIG. 8C is a cross-sectional view showing a state in which the lead frame 100 and the metal plate 112 are integrated using the heat conductive resin 102. The lead frame 100 on which the light reflecting material 104 is molded using a mold (not shown) and the metal plate 112 are integrally molded with the heat conductive resin 102 by a method indicated by an arrow 110b.

図8(D)は一体化成型された後の断面図であり、光反射材104によって形成されたスペーサ部128によって、金属板112とリードフレーム100との隙間が一定となり、その間に導熱樹脂102が充填される。このように導熱樹脂102の充填を、金属板112とスペーサ部128の間に行うことで、導熱樹脂102の薄層化、均一化が可能になり金属板112への熱伝導の効率を高めることができる。   FIG. 8D is a cross-sectional view after being integrally molded, and the gap between the metal plate 112 and the lead frame 100 is made constant by the spacer portion 128 formed by the light reflecting material 104, and the heat conducting resin 102 therebetween. Is filled. By filling the heat conductive resin 102 between the metal plate 112 and the spacer portion 128 in this way, the heat conductive resin 102 can be made thin and uniform, and the efficiency of heat conduction to the metal plate 112 can be improved. Can do.

このように光反射材104の一部を、リードフレーム100の側面のみならず裏面も覆うようにすることで、リードフレーム100の固定を確実化できると共に、リードフレーム100と金属板112のショートを防止できるため、導熱樹脂102の薄層化が可能となる。   Thus, by covering a part of the light reflecting material 104 not only on the side surface but also the back surface of the lead frame 100, the lead frame 100 can be fixed securely, and the lead frame 100 and the metal plate 112 can be short-circuited. Therefore, the heat conducting resin 102 can be thinned.

なお図8(B)、図8(C)のリードフレーム100の折り曲げは、導熱樹脂102による一体化工程の後でも良い。   8B and 8C may be bent after the integration step using the heat conductive resin 102.

そして光反射材104の一部を、リードフレーム100と金属板112の隙間を保持するスペーサとして形成することで、リードフレーム100と金属板112の間の導熱樹脂102の成型精度を高められる。   Then, by forming a part of the light reflecting material 104 as a spacer that holds the gap between the lead frame 100 and the metal plate 112, the molding accuracy of the heat conductive resin 102 between the lead frame 100 and the metal plate 112 can be improved.

次に、絶縁材料について更に詳しく説明する。導熱樹脂102は、フィラーと樹脂から構成されている。なおフィラーとしては、無機フィラーが望ましい。無機フィラーとしては、Al23、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種を含む一つを有することが望ましい。なお無機フィラーを用いると、放熱性を高められるが、特にMgOを用いると線熱膨張係数を大きくできる。またSiO2を用いると誘電率を小さくでき、BNを用いると線熱膨張係数を小さくできる。こうして導熱樹脂102としての熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下のものを形成することができる。なお熱伝導率が1W/(m・K)未満の場合、発光モジュールの放熱性に影響を与える。また熱伝導率を20W/(m・K)より高くしようとした場合、フィラー量を増やす必要があり、プレス時の加工性に影響を与える場合がある。 Next, the insulating material will be described in more detail. The heat conducting resin 102 is composed of a filler and a resin. The filler is preferably an inorganic filler. As the inorganic filler, it is desirable to have one containing at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN. When an inorganic filler is used, heat dissipation can be improved, but when using MgO in particular, the linear thermal expansion coefficient can be increased. Further, when SiO 2 is used, the dielectric constant can be reduced, and when BN is used, the linear thermal expansion coefficient can be reduced. In this way, the heat conductive resin 102 having a thermal conductivity of 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less can be formed. In addition, when heat conductivity is less than 1 W / (m * K), it influences the heat dissipation of a light emitting module. Moreover, when it is going to make thermal conductivity higher than 20 W / (m * K), it is necessary to increase the amount of fillers and may affect the workability at the time of a press.

また樹脂としては、熱硬化性樹脂を用いることが望ましく、具体的にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが望ましい。   The resin is preferably a thermosetting resin, and specifically includes at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin.

なお無機フィラーは略球形状で、その直径は0.1〜100μmであるが、粒径が小さいほど樹脂への充填率を向上できる。そのため導熱樹脂102における無機フィラーの充填量(もしくは含有率)は、熱伝導率を上げるために70〜95重量%と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径3ミクロンと平均粒径12ミクロンの2種類のAl23を混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のAl23を用いることによって、大きな粒径のAl23の隙間に小さな粒径のAl23を充填できるので、Al23を90重量%近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、導熱樹脂102の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。なおフィラーの充填率が70重量%未満の場合、熱伝導性が低下する場合が有る。またフィラーの充填率(もしくは含有率)が95重量%を超えると、硬化前の導熱樹脂102の成型性に影響を与える場合があり、導熱樹脂102とリードフレーム100の接着性(例えば埋め込んだ場合や、その表面に貼り付けた場合)に影響を与える可能性がある。 The inorganic filler has a substantially spherical shape and a diameter of 0.1 to 100 μm. The smaller the particle size, the better the filling rate into the resin. Therefore, the filling amount (or content) of the inorganic filler in the heat conductive resin 102 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the heat conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of Al 2 O 3 having an average particle size of 3 microns and an average particle size of 12 microns. By using the Al 2 O 3 of the large and small two types of particle size, it is possible to fill the Al 2 O 3 of small particle size in the gap Al 2 O 3 of large particle size, Al 2 O 3 90 wt% near Can be filled to a high concentration. As a result, the thermal conductivity of the heat conducting resin 102 is about 5 W / (m · K). In addition, when the filling rate of a filler is less than 70 weight%, thermal conductivity may fall. Further, if the filling rate (or content rate) of the filler exceeds 95% by weight, the moldability of the heat conducting resin 102 before curing may be affected, and the adhesion between the heat conducting resin 102 and the lead frame 100 (for example, when embedded) Or if it is attached to the surface).

なお熱硬化性の絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも1種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。   The thermosetting insulating resin contains at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin and cyanate resin. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation.

なお導熱樹脂102からなる絶縁体の厚さは、薄くすれば、リードフレーム100に装着した発光素子108に生じる熱を金属板112に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さに設定すれば良い。   If the thickness of the insulator made of the heat conducting resin 102 is reduced, the heat generated in the light emitting element 108 attached to the lead frame 100 can be easily transferred to the metal plate 112, but conversely, the withstand voltage becomes a problem. Since the thermal resistance increases, the optimum thickness may be set in consideration of the withstand voltage and the thermal resistance.

次にリードフレーム100の材質について説明する。リードフレームの材質としては、銅を主体とするものが望ましい。これは銅が熱伝導性と導電率が共に優れているためである。またリードフレームとしての加工性や、熱伝導性を高めるためには、リードフレーム100となる銅素材に銅以外の少なくともSn、Zr、Ni、Si、Zn、P、Fe等の群から選択される少なくとも1種類以上の材料とからなる合金を使うことが望ましい。例えばCuを主体として、ここにSnを加えた、合金(以下、Cu+Snとする)を用いることができる。Cu+Sn合金の場合、例えばSnを0.1wt%以上0.15wt%未満添加することで、その軟化温度を400℃まで高められる。比較のためSn無しの銅(Cu>99.96wt%)を用いて、リードフレーム100を作製したところ、導電率は低いが、出来上がった放熱基板において特に形成部等に歪が発生する場合があった。そこで詳細に調べたところ、その材料の軟化点が200℃程度と低いため、後の部品実装時(半田付け時)や、発光素子108の実装後の信頼性確認時(発熱/冷却の繰り返し試験等)に変形する可能性があることが予想された。一方、Cu+Sn>99.96wt%の銅系の材料を用いた場合、実装された各種部品や複数個のLEDによる発熱の影響は特に受けなかった。また半田付け性やダイボンド性にも影響が無かった。そこでこの材料の軟化点を測定したところ、400℃であることが判った。このように、銅を主体として、いくつかの元素を添加することが望ましい。銅に添加する元素として、Zrの場合、0.015wt%以上0.15wt%以下の範囲が望ましい。添加量が0.015wt%未満の場合、軟化温度の上昇効果が少ない場合がある。また添加量が0.15wt%より多いと電気特性に影響を与える場合がある。また、Ni、Si、Zn、P等を添加することでも軟化温度を高くできる。この場合、Niは0.1wt%以上5wt%未満、Siは0.01wt%以上2wt%以下、Znは0.1wt%以上5wt%未満、Pは0.005wt%以上0.1wt%未満が望ましい。そしてこれらの元素は、この範囲で単独、もしくは複数を添加することで、銅素材の軟化点を高くできる。なお添加量がここで記載した割合より少ない場合、軟化点の上昇効果が低い場合がある。またここで記載した割合より多い場合、導電率への影響の可能性がある。同様に、Feの場合0.1wt%以上5wt%以下、Crの場合0.05wt%以上1wt%以下が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。   Next, the material of the lead frame 100 will be described. The lead frame is preferably made mainly of copper. This is because copper has both excellent thermal conductivity and electrical conductivity. In order to improve the workability and thermal conductivity as a lead frame, the copper material used as the lead frame 100 is selected from a group of at least Sn, Zr, Ni, Si, Zn, P, Fe, etc. other than copper. It is desirable to use an alloy comprising at least one material. For example, an alloy (hereinafter referred to as Cu + Sn) in which Cu is a main component and Sn is added thereto can be used. In the case of a Cu + Sn alloy, for example, by adding Sn to 0.1 wt% or more and less than 0.15 wt%, the softening temperature can be increased to 400 ° C. For comparison, when the lead frame 100 was manufactured using Sn-free copper (Cu> 99.96 wt%), the electrical conductivity was low. It was. Therefore, when the detailed examination was made, the softening point of the material was as low as about 200 ° C., so when the component was later mounted (soldering) or when the reliability after the light-emitting element 108 was mounted (repetition test of heat generation / cooling) Etc.). On the other hand, when a copper-based material with Cu + Sn> 99.96 wt% was used, it was not particularly affected by the heat generated by various mounted components and a plurality of LEDs. There was no effect on solderability and die bondability. Therefore, when the softening point of this material was measured, it was found to be 400 ° C. Thus, it is desirable to add some elements mainly composed of copper. In the case of Zr as an element added to copper, a range of 0.015 wt% or more and 0.15 wt% or less is desirable. When the amount added is less than 0.015 wt%, the effect of increasing the softening temperature may be small. On the other hand, if the amount added is more than 0.15 wt%, the electrical characteristics may be affected. Also, the softening temperature can be increased by adding Ni, Si, Zn, P or the like. In this case, Ni is preferably 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, Si is 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn is 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, and P is preferably 0.005 wt% or more and less than 0.1 wt%. . And these elements can make the softening point of a copper raw material high by adding single or multiple in this range. In addition, when there are few addition amounts than the ratio described here, the raise effect of a softening point may be low. Moreover, when there are more than the ratio described here, there exists a possibility of affecting the electrical conductivity. Similarly, in the case of Fe, 0.1 wt% or more and 5 wt% or less is desirable, and in the case of Cr, 0.05 wt% or more and 1 wt% or less are desirable. These elements are the same as those described above.

なおリードフレーム100に使う銅合金の引張り強度は、600N/mm2以下が望ましい。引張り強度が600N/mm2を超える材料の場合、リードフレーム100の加工性に影響を与える場合がある。またこうした引張り強度の高い材料は、その電気抵抗が増加する傾向にあるため、実施の形態1で用いるようなLED等の大電流用途には向かない場合がある。一方、引張り強度が600N/mm2以下(更にリードフレーム100に微細で複雑な加工が必要な場合は、望ましくは400N/mm2以下)とすることでスプリングバック(必要な角度まで曲げても圧力を除くと反力によって元の位置にはねかえってしまうこと)の発生を抑えられ、形成精度を高められる。このようにリードフレーム材料としては、Cuを主体とすることで導電率を下げられ、更に柔らかくすることで加工性を高められ、更にリードフレーム100による放熱効果も高められる。なおリードフレーム100に使う銅合金の引張り強度は、10N/mm2以上が望ましい。これは一般的な鉛フリー半田の引張り強度(30〜70N/mm2程度)に対して、リードフレーム100に用いる銅合金はそれ以上の強度が必要なためである。リードフレーム100に用いる銅合金の引張り強度が、10N/mm2未満の場合、リードフレーム100に発光素子108や駆動用半導体部品、チップ部品等を半田付け実装する場合、半田部分ではなくてリードフレーム100部分で凝集破壊する可能性がある。 The tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 100 is desirably 600 N / mm 2 or less. In the case of a material having a tensile strength exceeding 600 N / mm 2 , the workability of the lead frame 100 may be affected. Further, such a material having a high tensile strength tends to increase its electric resistance, so that it may not be suitable for high current applications such as LEDs used in the first embodiment. On the other hand, if the tensile strength is 600 N / mm 2 or less (and if the lead frame 100 requires fine and complicated processing, it is preferably 400 N / mm 2 or less). Excluding, it is possible to suppress the occurrence of rebound to the original position by the reaction force, and to improve the formation accuracy. As described above, as the lead frame material, the electrical conductivity can be lowered by using Cu as a main component, the workability can be improved by further softening, and the heat dissipation effect by the lead frame 100 can also be enhanced. The tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 100 is desirably 10 N / mm 2 or more. This is because the copper alloy used for the lead frame 100 needs to have a strength higher than the tensile strength (about 30 to 70 N / mm 2 ) of general lead-free solder. When the tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 100 is less than 10 N / mm 2 , when the light emitting element 108, the driving semiconductor component, the chip component, etc. are soldered and mounted on the lead frame 100, the lead frame is not the solder portion. There is a possibility of cohesive failure at 100 parts.

なおリードフレーム100の、導熱樹脂102から露出している面(発光素子108や、図示していないが制御用ICやチップ部品等の実装面)に、予め半田付け性を改善するように半田層や錫層を形成しておくことで、ガラエポ基板等に比べて熱容量が大きく半田付けしにくいリードフレーム100へ対する部品実装性を高められると共に、配線の錆び防止が可能となる。なおリードフレーム100の導熱樹脂102に接する面(もしくは埋め込まれた面)には、半田層は形成しないことが望ましい。このように導熱樹脂102と接する面に半田層や錫層を形成すると、半田付け時にこの層が柔らかくなり、リードフレーム100と導熱樹脂102の接着性(もしくは結合強度)に影響を与える場合がある。なお図1、図2において、半田層や錫層は図示していない。   It should be noted that the solder layer so as to improve the solderability in advance on the surface of the lead frame 100 exposed from the heat conductive resin 102 (the light emitting element 108 or a mounting surface of a control IC or chip component (not shown)). By forming a tin layer, it is possible to improve component mounting on the lead frame 100, which has a larger heat capacity than a glass epoxy substrate or the like and is difficult to solder, and to prevent rusting of the wiring. It is desirable that no solder layer be formed on the surface of the lead frame 100 that is in contact with the heat conductive resin 102 (or the embedded surface). When a solder layer or a tin layer is formed on the surface in contact with the heat conducting resin 102 in this way, this layer becomes soft during soldering, which may affect the adhesion (or bond strength) between the lead frame 100 and the heat conducting resin 102. . 1 and 2, the solder layer and the tin layer are not shown.

金属製の金属板112としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金からできている。特に、本実施の形態では、金属板112の厚みを1mmとしているが、その厚みはバックライト等の仕様に応じて設計できる(なお金属板112の厚みが0.1mm以下の場合、放熱性や強度的に不足する可能性がある。また金属板112の厚みが50mmを超えると、重量面で不利になる)。金属板112としては、単なる板状のものだけでなく、より放熱性を高めるため、絶縁体を積層した面とは反対側の面に、表面積を広げるためにフィン部(あるいは凹凸部)を形成しても良い。線膨張係数は8×10-6/℃〜20×10-6/℃としており、金属板112や発光素子108の線膨張係数に近づけることにより、基板全体の反りや歪を小さくできる。またこれらの部品を表面実装する際、互いに熱膨張係数をマッチングさせることは信頼性的にも重要となる。また金属板112を他の放熱板(図示していない)にネジ止めできる。 The metal metal plate 112 is made of aluminum, copper, or an alloy containing them as a main component, which has good thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the thickness of the metal plate 112 is 1 mm, but the thickness can be designed according to the specifications of a backlight or the like (in addition, when the thickness of the metal plate 112 is 0.1 mm or less, heat dissipation and (If the thickness of the metal plate 112 exceeds 50 mm, it is disadvantageous in terms of weight.) The metal plate 112 is not only a plate-like material, but also has a fin portion (or uneven portion) to increase the surface area on the surface opposite to the surface on which the insulators are laminated in order to further improve heat dissipation. You may do it. The linear expansion coefficient is 8 × 10 −6 / ° C. to 20 × 10 −6 / ° C. By bringing the linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficients of the metal plate 112 and the light emitting element 108, warpage and distortion of the entire substrate can be reduced. In addition, when these components are surface-mounted, matching the thermal expansion coefficients with each other is also important in terms of reliability. Further, the metal plate 112 can be screwed to another heat radiating plate (not shown).

またリードフレーム100としては、銅を主体とした金属板を、少なくともその一部が事前に打抜かれたものを用いることができる。そしてリードフレーム100の厚みは0.1mm以上1.0mm以下(更に望ましくは0.3mm以上0.5mm以下)が望ましい。これはLEDを制御するには大電流(例えば30A〜150Aであり、これは駆動するLEDの数によって更に増加する場合もある)が必要であるためである。またリードフレーム100の肉厚が0.10mm未満の場合、プレスが難しくなる場合がある。またリードフレーム100の肉厚が1mmを超えると、プレスによる打ち抜き時にパターンの微細化が影響を受ける場合がある。ここでリードフレーム100の代わりに銅箔(例えば、厚み10ミクロン以上50ミクロン以下)を使うことは望ましくない。本発明の場合、LEDで発生する熱は、リードフレーム100を通じて広く拡散されることになる。そのためリードフレーム100の厚みが厚いほど、リードフレーム100を介しての熱拡散が有効となる。一方、リードフレーム100の代わりに銅箔を用いた場合、銅箔の厚みがリードフレームに比べて薄い分、熱拡散しにくくなる可能性がある。   As the lead frame 100, a metal plate mainly made of copper, at least a part of which is punched in advance, can be used. The thickness of the lead frame 100 is desirably 0.1 mm or greater and 1.0 mm or less (more desirably 0.3 mm or greater and 0.5 mm or less). This is because a large current (for example, 30 A to 150 A, which may further increase depending on the number of LEDs to be driven) is required to control the LEDs. Moreover, when the thickness of the lead frame 100 is less than 0.10 mm, pressing may be difficult. If the thickness of the lead frame 100 exceeds 1 mm, pattern miniaturization may be affected at the time of punching with a press. Here, it is not desirable to use a copper foil (for example, a thickness of 10 to 50 microns) instead of the lead frame 100. In the case of the present invention, the heat generated in the LED is widely diffused through the lead frame 100. Therefore, the greater the thickness of the lead frame 100, the more effective the thermal diffusion through the lead frame 100. On the other hand, when a copper foil is used instead of the lead frame 100, the thickness of the copper foil is thinner than that of the lead frame, which may make it difficult for heat diffusion.

更に導熱樹脂102とリードフレーム100とを加熱プレスする時の温度プロファイルを工夫することで、導熱樹脂102が軟化(粘度低下)でき、リードフレーム100に対する影響も抑制できる。このようにリードフレーム100の成型工程と、予め成型されたリードフレーム100と導熱樹脂102との成型工程を、別々に分けることによって厚みが厚くて放熱性の優れたリードフレーム100を使った発光モジュールを安価に形成できる。   Furthermore, by devising a temperature profile when the heat conducting resin 102 and the lead frame 100 are heated and pressed, the heat conducting resin 102 can be softened (decrease in viscosity), and the influence on the lead frame 100 can also be suppressed. In this way, the light emitting module using the lead frame 100 having a large thickness and excellent heat dissipation by separately dividing the molding process of the lead frame 100 and the molding process of the lead frame 100 and the heat conductive resin 102 which are molded in advance. Can be formed at low cost.

こうしてリング状の第1の凸部114を有し、一部が光反射材で固定されている銅を主体としたリードフレーム100と、リング状の第2の凸部116を有する金属板112と、前記リードフレーム100と前記金属板112の間に形成された無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とからなる絶縁層である導熱樹脂102とからなり、リング状の前記第1の凸部114に囲まれた前記リードフレーム100に実装された発光素子108の発光の一部が、前記光反射材104で形成された反射部118で反射される構造を有する発光モジュールを提供する。   In this way, the lead frame 100 mainly composed of copper having the ring-shaped first convex portion 114 and a part thereof being fixed by the light reflecting material, and the metal plate 112 having the ring-shaped second convex portion 116, The ring-shaped first protrusion is made of a heat conductive resin 102 which is an insulating layer made of an inorganic filler formed between the lead frame 100 and the metal plate 112 and a resin composition containing a thermosetting resin. A light emitting module having a structure in which a part of light emitted from the light emitting device 108 mounted on the lead frame 100 surrounded by the portion 114 is reflected by the reflecting portion 118 formed of the light reflecting material 104 is provided.

またリング状の第1の凸部114を有し、一部が光反射材104で固定されている銅を主体としたリードフレーム100と、リング状の第2の凸部116を有する金属板112と、前記リードフレーム100と前記金属板112との間に形成された無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とからなる絶縁層である導熱樹脂102とからなり、前記リング状の第1の凸部114に囲まれた前記リードフレーム100に実装された発光素子108を保護する透明樹脂120の一部は、前記リードフレーム100上に形成された前記反射部108と前記リードフレーム100との隙間に溜まる構造を有している発光モジュールを提供する。   In addition, a lead frame 100 mainly composed of copper having a ring-shaped first convex portion 114 and a part thereof being fixed by the light reflecting material 104, and a metal plate 112 having a ring-shaped second convex portion 116. And a heat conductive resin 102 that is an insulating layer made of an inorganic filler formed between the lead frame 100 and the metal plate 112 and a resin composition containing a thermosetting resin. A portion of the transparent resin 120 that protects the light emitting element 108 mounted on the lead frame 100 surrounded by the convex portion 114 is formed between the reflective portion 108 formed on the lead frame 100 and the lead frame 100. Provided is a light emitting module having a structure of accumulating in a gap.

またリング状の第1の凸部114を有し、一部が光反射材104で固定されているリードフレーム100と、リング状の第2の凸部116を有する金属板112との間に、絶縁樹脂である導熱樹脂102を挟んだ状態で、前記絶縁樹脂102を硬化し、前記金属板112と、光反射材104で固定された前記リードフレーム100を一体化した後、前記光反射材104で囲まれた部分中に露出した前記リードフレーム100に発光素子108を実装する発光モジュールの製造方法を提供する。   Moreover, between the lead frame 100 which has the ring-shaped 1st convex part 114 and one part is being fixed with the light reflection material 104, and the metal plate 112 which has a ring-shaped 2nd convex part 116, The insulating resin 102 is cured in a state where the heat conducting resin 102 which is an insulating resin is sandwiched, and the metal plate 112 and the lead frame 100 fixed by the light reflecting material 104 are integrated. A method of manufacturing a light emitting module is provided in which a light emitting element is mounted on the lead frame 100 exposed in a portion surrounded by a circle.

またリング状の第1の凸部114を有し、一部が光反射材104で固定されているリードフレーム100と、リング状の第2の凸部116を有する金属板112との間に、絶縁樹脂である導熱樹脂102を挟んだ状態で、前記導熱樹脂102を硬化し、前記金属板112と、光反射材104で固定された前記リードフレーム100を一体化した後、前記光反射材104で囲まれた部分中に露出した前記リードフレーム100に発光素子108を実装し、透明樹脂120で覆う発光モジュールの製造方法を提供する。   Moreover, between the lead frame 100 which has the ring-shaped 1st convex part 114 and one part is being fixed with the light reflection material 104, and the metal plate 112 which has a ring-shaped 2nd convex part 116, The heat conducting resin 102 is cured with the heat conducting resin 102 as an insulating resin interposed therebetween, and the metal plate 112 and the lead frame 100 fixed by the light reflecting material 104 are integrated. Provided is a method for manufacturing a light emitting module in which a light emitting element 108 is mounted on the lead frame 100 exposed in a portion surrounded by a transparent resin 120 and covered with a transparent resin 120.

なお光反射材104としては、TiO2やMgO等の白色セラミック粉、あるいはガラス粉、マイクロガラスビーズ等の光反射の高い光反射粉を耐熱性の高い熱可塑性の樹脂中に分散させたものを使うことができる。こうした部材としては表面実装用のLED用に様々なものが市販されており、こうした部材を使うことができる。またこうした市販の光反射材104を、リードフレーム100との成型方法としては射出成型等の量産性の高いものを選ぶことができる。なお光反射材104の可視光領域における光反射率は90%以上99.9%以下が望ましい。光反射率が90%未満の場合、反射部118での反射効率に影響を与える。また光反射率を99.9%より高くしようとすると、光反射材104がとても高価なものとなる可能性がある。また光反射材104は白色が望ましい。白色にすることで、Red、Green、Blue等の単色光の混色を容易にする。 As the light reflecting material 104, white ceramic powder such as TiO 2 or MgO, or light reflecting powder having high light reflection such as glass powder or micro glass beads is dispersed in a thermoplastic resin having high heat resistance. Can be used. Various members are commercially available for surface mounting LEDs, and such members can be used. In addition, as a method of molding such a commercially available light reflecting material 104 with the lead frame 100, a material having high mass productivity such as injection molding can be selected. Note that the light reflectance in the visible light region of the light reflecting material 104 is desirably 90% or more and 99.9% or less. When the light reflectance is less than 90%, the reflection efficiency at the reflecting portion 118 is affected. Further, if the light reflectance is made higher than 99.9%, the light reflecting material 104 may become very expensive. The light reflecting material 104 is preferably white. By making it white, color mixing of monochromatic light such as Red, Green, Blue, etc. is facilitated.

また発光素子108は、光反射材104で囲まれた面積内でリードフレーム100上に実装され、更に透明樹脂120b等で覆うことで、発光素子108を保護できると共に、複数個の発光素子108の高密度ベア実装が可能となる。また複数個の発光素子108を高密度に実装することで、混色による白色を均一化しやすくなる。   Further, the light emitting element 108 is mounted on the lead frame 100 within an area surrounded by the light reflecting material 104, and further covered with a transparent resin 120b or the like, so that the light emitting element 108 can be protected and the plurality of light emitting elements 108 can be protected. High-density bare mounting is possible. In addition, by mounting a plurality of light emitting elements 108 at a high density, it becomes easy to uniformize white color due to color mixing.

なお、光反射材104としては、例えばポリカーボネート樹脂に白色顔料を分散したものを使って、射出成型することができる。特にポリカーボネート樹脂の場合、射出成型する前に、充分乾燥させることが望ましい。これはポリカーボネート樹脂が親水性樹脂であり、空気中の水分を吸収しているためである。そのため、乾燥することなく、射出成型を行うと、成型中に樹脂の加水分解反応が発生し、樹脂の分子量が低下して成型体の品質に影響を与える場合がある。そのため乾燥は、100℃以上(望ましくは110℃〜130℃で、4〜6時間)で行うことが望ましい。また成型温度は250℃〜300℃の範囲が、金型温度は50℃〜120℃の間が望ましい。この範囲より温度が低い場合は、成形性に影響を与える場合がある。また成型温度がこの範囲より高い場合は、成形性や成型体の樹脂の物性に影響を与える場合がある。   In addition, as the light reflection material 104, it can carry out injection molding, for example using what disperse | distributed the white pigment in polycarbonate resin. In particular, in the case of polycarbonate resin, it is desirable that the resin is sufficiently dried before injection molding. This is because the polycarbonate resin is a hydrophilic resin and absorbs moisture in the air. Therefore, if injection molding is performed without drying, a hydrolysis reaction of the resin may occur during molding, and the molecular weight of the resin may decrease, affecting the quality of the molded body. Therefore, drying is preferably performed at 100 ° C. or higher (desirably 110 ° C. to 130 ° C. for 4 to 6 hours). The molding temperature is preferably in the range of 250 ° C to 300 ° C, and the mold temperature is preferably in the range of 50 ° C to 120 ° C. If the temperature is lower than this range, the moldability may be affected. When the molding temperature is higher than this range, the moldability and the physical properties of the resin of the molded body may be affected.

光反射材104用の樹脂としては、他にPPSや液晶ポリマーを選ぶことができる。こうした樹脂(例えば液晶ポリマー)の場合、射出温度は340℃前後(望ましくは270℃以上380℃以下が望ましい。この温度域未満は射出成型性に影響を与える場合があり、この温度域より高い場合は、樹脂特性に影響を与える場合がある)が望ましい。また同様に金型を100℃前後(望ましくは50℃以上130℃以下、この温度域より低い場合は成形性に影響を与える場合がある。またこの温度域より高い場合も同様である)に加熱することが望ましい。またここに添加する白色顔料としては、TiO2、Al23、MgO等を用いることができる。なおこれら顔料の粒径は10ミクロン以下0.01ミクロン以上(望ましくは5ミクロン以下0.1ミクロン以上)が望ましい。10ミクロンより大きい場合、成形性に影響を与える場合がある。また粒径が0.01ミクロン未満の場合、粉体の比表面積が大きくなりすぎ、射出成型時の流動性に影響を与える場合がある。 In addition, PPS and liquid crystal polymer can be selected as the resin for the light reflecting material 104. In the case of such a resin (for example, a liquid crystal polymer), the injection temperature is around 340 ° C. (desirably 270 ° C. or more and 380 ° C. or less. If the temperature range is lower than this temperature range, the injection moldability may be affected. May affect the resin properties). Similarly, the mold is heated to around 100 ° C. (preferably 50 ° C. or more and 130 ° C. or less, which may affect the moldability if it is lower than this temperature range. The same applies if it is higher than this temperature range). It is desirable to do. Examples of the white pigment to be added here may be used TiO 2, Al 2 O 3, MgO or the like. The particle diameter of these pigments is preferably 10 microns or less and 0.01 microns or more (preferably 5 microns or less and 0.1 microns or more). If it is larger than 10 microns, the moldability may be affected. On the other hand, when the particle size is less than 0.01 micron, the specific surface area of the powder becomes too large, which may affect the fluidity during injection molding.

以上のように、本発明にかかる発光モジュールを用いることで、多数個の発光素子を、安定して点灯できるため、液晶TV等のバックライト以外に、プロジェクター、投光機器等の小型化、高演色化の用途にも適用できる。   As described above, since the light emitting module according to the present invention can be used to stably light a large number of light emitting elements, in addition to backlights such as liquid crystal TVs, projectors, projectors, etc. It can also be applied to color rendering applications.

実施の形態1における発光モジュールを示す上面図及び断面図Top view and cross-sectional view illustrating a light-emitting module according to Embodiment 1 リードフレームの形状を示す図Diagram showing the shape of the lead frame 熱が拡散する様子を示す図Diagram showing how heat diffuses 実施の形態2における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the light emitting module in Embodiment 2. 実施の形態2における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the light emitting module in Embodiment 2. 反射部の斜視図Reflective part perspective view 実施の形態3における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the light emitting module in Embodiment 3. 光反射材の形状を利用して、導熱樹脂の厚み制御を行う一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example which performs thickness control of heat conductive resin using the shape of a light reflection material 従来の発光モジュールの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the conventional light emitting module

符号の説明Explanation of symbols

100 リードフレーム
102 導熱樹脂
104 光反射材
106 補助線
108 発光素子
110 矢印
112 金属板
114 第1の凸部
116 第2の凸部
118 反射部
120 透明樹脂
122 レンズ
124 溝部
126 突起部
128 スペーサ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Lead frame 102 Thermal conductive resin 104 Light reflecting material 106 Auxiliary line 108 Light emitting element 110 Arrow 112 Metal plate 114 1st convex part 116 2nd convex part 118 Reflective part 120 Transparent resin 122 Lens 124 Groove part 126 Protrusion part 128 Spacer part

Claims (18)

リング状の第1の凸部を有し、一部が光反射材で固定されている銅を主体としたリードフレームと、
リング状の第2の凸部を有する金属板と、
前記リードフレームと前記金属板の間に形成された無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とからなる絶縁層と、からなり、
前記第1の凸部に囲まれた前記リードフレームに実装された発光素子の発光の一部が、前記光反射材で形成された反射部で反射される構造を有する発光モジュール。
A lead frame mainly composed of copper having a ring-shaped first convex part and a part of which is fixed by a light reflecting material;
A metal plate having a ring-shaped second convex portion;
An insulating layer composed of an inorganic filler formed between the lead frame and the metal plate and a resin composition containing a thermosetting resin;
A light emitting module having a structure in which a part of light emitted from a light emitting element mounted on the lead frame surrounded by the first convex portion is reflected by a reflecting portion formed of the light reflecting material.
リング状の第1の凸部を有し、一部が光反射材で固定されている銅を主体としたリードフレームと、
リング状の第2の凸部を有する金属板と、
前記リードフレームと前記金属板との間に形成された無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とからなる絶縁層と、からなり、
前記第1の凸部に囲まれた前記リードフレームに実装された発光素子を保護する透明樹脂の一部は、前記リードフレーム上に形成された前記反射部と前記リードフレームとの隙間に溜まる構造を有している発光モジュール。
A lead frame mainly composed of copper having a ring-shaped first convex part and a part of which is fixed by a light reflecting material;
A metal plate having a ring-shaped second convex portion;
An insulating layer made of an inorganic filler formed between the lead frame and the metal plate and a resin composition containing a thermosetting resin,
A structure in which a part of the transparent resin that protects the light emitting element mounted on the lead frame surrounded by the first convex portion is accumulated in a gap between the reflective portion formed on the lead frame and the lead frame. A light emitting module.
金属板とリードフレームの間に形成された絶縁層の厚みは50ミクロン以上500ミクロン以下である請求項1もしくは請求項2のいずれかに記載の発光モジュール。 3. The light emitting module according to claim 1, wherein a thickness of the insulating layer formed between the metal plate and the lead frame is 50 μm or more and 500 μm or less. 光反射材は、光反射粉が樹脂中に分散されてなる可視光領域における光反射率が90%以上99.9%以下である請求項1もしくは請求項2のいずれかに記載の発光モジュール。 3. The light emitting module according to claim 1, wherein the light reflecting material has a light reflectance of 90% or more and 99.9% or less in a visible light region in which light reflecting powder is dispersed in a resin. 発光素子は、光反射材で囲まれた面積内でリードフレーム上に実装され、更に樹脂で保護されている請求項1記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the light emitting element is mounted on the lead frame within an area surrounded by the light reflecting material and is further protected with a resin. 一つ一つが異なる発光色を有する発光素子が複数個、リング状の反射材で囲まれた面積内に実装されている請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein a plurality of light emitting elements each having a different emission color are mounted in an area surrounded by a ring-shaped reflecting material. 複数個の発光素子の内、1個以上は発光色が白色である請求項1記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein at least one of the plurality of light emitting elements has a white emission color. リードフレームの厚みは0.10mm以上1.0mm以下で、少なくとも絶縁層と一体化される前にその一部が凹状に加工されたものである請求項1記載の発光モジュール。 2. The light emitting module according to claim 1, wherein the lead frame has a thickness of 0.10 mm to 1.0 mm, and at least a part of the lead frame is processed into a concave shape before being integrated with the insulating layer. 絶縁層の熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下である請求項1に記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the insulating layer is 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less. 無機フィラーは、Al23、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1もしくは請求項2に記載の発光モジュール。 3. The light emitting module according to claim 1, wherein the inorganic filler includes at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN. 熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1もしくは請求項2に記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the thermosetting resin includes at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin. 絶縁層は白色である請求項1もしくは請求項2に記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the insulating layer is white. 光反射材は白色である請求項1もしくは請求項2に記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the light reflecting material is white. Snは0.1wt%以上0.15wt%以下、Zrは0.015wt%以上0.15wt%以下、Niは0.1wt%以上5wt%以下、Siは0.01wt%以上2wt%以下、Znは0.1wt%以上5wt%以下、Pは0.005wt%以上0.1wt%以下、Feは0.1wt%以上5wt%以下である群から選択される少なくとも一種を含む銅を主体とするリードフレームを用いる請求項1もしくは請求項2記載の発光モジュール。 Sn is 0.1 wt% to 0.15 wt%, Zr is 0.015 wt% to 0.15 wt%, Ni is 0.1 wt% to 5 wt%, Si is 0.01 wt% to 2 wt%, Zn is Lead frame mainly composed of copper containing at least one selected from the group of 0.1 wt% to 5 wt%, P is 0.005 wt% to 0.1 wt%, and Fe is 0.1 wt% to 5 wt%. The light emitting module according to claim 1, wherein the light emitting module is used. 光反射材の一部は、リードフレーム同士の隙間と、前記リードフレームと絶縁層の間で発光素子の直下を避けた位置にも、形成されている請求項1もしくは請求項2記載の発光モジュール。 3. The light emitting module according to claim 1, wherein a part of the light reflecting material is formed in a gap between the lead frames and a position between the lead frame and the insulating layer so as to avoid a position immediately below the light emitting element. . 光反射材の一部は、リードフレームと金属板の間の隙間を保持するスペーサ部を形成する請求項1もしくは請求項2記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein a part of the light reflecting material forms a spacer portion that holds a gap between the lead frame and the metal plate. リング状の第1の凸部を有し、一部が光反射材で固定されているリードフレームと、
リング状の第2の凸部を有する金属板との間に、
絶縁樹脂を挟んだ状態で、前記絶縁樹脂を硬化し、
前記金属板と、光反射材で固定された前記リードフレームを一体化した後、
前記光反射材で囲まれた部分中に露出した前記リードフレームに発光素子を実装する発光モジュールの製造方法。
A lead frame having a ring-shaped first convex portion, a part of which is fixed by a light reflecting material;
Between the metal plate having the ring-shaped second convex portion,
In a state where the insulating resin is sandwiched, the insulating resin is cured,
After integrating the metal plate and the lead frame fixed with a light reflecting material,
A method for manufacturing a light emitting module, wherein a light emitting element is mounted on the lead frame exposed in a portion surrounded by the light reflecting material.
リング状の第1の凸部を有し、一部が光反射材で固定されているリードフレームと、
リング状の第2の凸部を有する金属板との間に、
絶縁樹脂を挟んだ状態で、前記絶縁樹脂を硬化し、
前記金属板と、光反射材で固定された前記リードフレームを一体化した後、
前記光反射材で囲まれた部分中に露出した前記リードフレームに発光素子を実装し、透明樹脂で覆う発光モジュールの製造方法。
A lead frame having a ring-shaped first convex portion, a part of which is fixed by a light reflecting material;
Between the metal plate having the ring-shaped second convex portion,
In a state where the insulating resin is sandwiched, the insulating resin is cured,
After integrating the metal plate and the lead frame fixed with a light reflecting material,
A method of manufacturing a light emitting module, wherein a light emitting element is mounted on the lead frame exposed in a portion surrounded by the light reflecting material and covered with a transparent resin.
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